19. Juli 2018 | Mission Mars Express

Vorboten der Staubsturm-Saison 2018 auf dem Mars

  • Bilder der vom DLR betriebenen Kamera HRSC zeigen einen lokalen Staubsturm auf dem Mars. Die Aufnahmen stammen aus April 2018.
  • Staubstürme auf dem Mars haben aber durch den geringeren Atmosphärendruck des Mars im Vergleich zu Tropenstürmen auf der Erde weniger Kraft und erreichen nur circa die Hälfte der Windgeschwindigkeiten von Hurrikanen.
  • Schwerpunkt(e): Raumfahrt, Planetenforschung

Diese Bilder der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen, hochauflösenden Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express zeigen einen lokalen Staubsturm mit einer sich aufwölbenden Wolkenfront in der Nähe der Nordpoleiskappe des Mars. Dieser Sturm wurde im April 2018 aufgenommen und ist einer von mehreren lokalen Staubstürmen, die während der letzten Monate am Mars beobachtet wurden.

Die auf diesen Bildern gezeigte kleine, lokale Staubsturmfront befindet sich nördlich von Utopia Planitia in der Nähe der Nordpoleiskappe des Mars. Ein weiterer, viel größerer Sturm entstand Ende Mai dieses Jahres südwestlich davon in Arabia Terra und entwickelte sich innerhalb weniger Wochen zu einem globalen, planetenweiten Staubsturm-Ereignis. Der letztgenannte Sturm ist einer der stärksten Staubstürme, die jemals auf dem Mars beobachtet wurden. Er wird zurzeit von allen fünf aktiven Raumsonden der ESA und NASA beobachtet (2001 Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Express, Exomars Trace Gas Orbiter).

Lokale und regionale Staubstürme kommen auf dem Mars häufig vor, aber nur wenige von ihnen entwickeln sich zu globalen Phänomenen, die für mehrere Monate bestehen können. Das kommt nur alle drei bis vier Marsjahre vor, wobei ein Marsjahr in etwa zwei Erdjahren entspricht. Obwohl Mars-Staubstürme sehr beeindruckend sind, haben sie durch den geringeren Atmosphärendruck des Mars im Vergleich zu Tropenstürmen auf der Erde weniger Kraft und erreichen nur circa die Hälfte der Windgeschwindigkeiten von irdischen Hurrikanen.

Frühere massive Staubstürme wurden durch die NASA-Orbiter Mariner 9 (1971), Viking I (1977) und auch durch Mars Global Surveyor (2001) beobachtet. Insbesondere der von Mariner 9 beobachtete Staubsturm war bemerkenswert, denn nachdem die Sonde in eine Marsumlaufbahn eingeschwenkt war und erste Bilder zur Erde funkte, waren darauf keine Oberflächendetails, sondern nur die Oberseite eines gewaltigen globalen Staubsturms zu sehen. Lediglich der Gipfel des 24 Kilometer hohen Olympus Mons ragte aus der Wolkendecke heraus. Später konnte Mariner 9 den Mars erstmals global mit "staubfreien" Satellitenbildern erfassen.

Staubstürme treten statistisch gesehen öfter zur nördlichen Herbst- und Winterjahreszeit auf, wenn sich der Mars nahe dem Perihel befindet - dem sonnennächsten Punkt. Auf seiner elliptischen Umlaufbahn um die Sonne empfängt der Mars mehr Licht nahe dem Perihel, wodurch sich die Atmosphäre stärker aufheizt und die Luft in Bewegung gerät.

Während des Sturms dringt nur sehr wenig Sonnenlicht bis zur Marsoberfläche hindurch, sodass die Solarzellen des NASA Mars-Rovers Opportunity im Moment keine Energie mehr erzeugen können. Er hat sich automatisch in einen Energiesparmodus versetzt und die Kommunikation im Juni 2018 eingestellt. Zur selben Zeit kann der Curiosity-Rover der NASA dank seiner nuklear betriebenen Batterie weiter die Marsoberfläche erkunden und die Entwicklung des Sturms beobachten.

Die Wissenschaftler erwarten, dass sich der globale Staubsturm bis Spätherbst dieses Jahres deutlich abschwächt. Selbst wenn sich immer noch viel Staub und Aerosole in der Atmosphäre befinden, wird dies die Landung der NASA-Raumsonde InSight am 26. November 2018 nach Aussage der amerikanischen Weltraumorganisation nicht beeinträchtigen. InSight befindet sich seit dem 5. Mai 2018 auf dem Weg zum Roten Planeten und hat ein Experiment des DLR an Bord.

  • Bildverarbeitung

    Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 3. April 2018 während Orbit 18039 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt etwa 16 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Bildmitte liegt bei etwa 106 Grad östlicher Länge und 78 Grad nördlicher Breite. Die Farbaufsicht wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt. Das Anaglyphenbild, das bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal abgeleitet. Die systematische Prozessierung der Kameradaten erfolgte am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten daraus die hier gezeigten Bildprodukte.

  • Das HRSC-Experiment auf Mars Express

    Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 52 Co-Investigatoren, die aus 34 Institutionen und 11 Nationen stammen. Die Kamera wird vom Institut für Planetenforschung des DLR in Berlin-Adlershof betrieben.

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Planetologie und Fernerkundung
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Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Planetenforschung
Rutherfordstraße 2, 12489 Berlin